FR2459380A1 - Eolienne a axe vertical - Google Patents

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    • F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F03D3/06—Rotors
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    • F03D3/066—Rotors characterised by their construction elements the wind engaging parts being movable relative to the rotor
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    • F03D3/068—Cyclic movements mechanically controlled by the rotor structure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

MACHINE PERMETTANT DE TRANSFORMER L'ENERGIE DU VENT EN ENERGIE MECANIQUE. ELLE COMPREND DES PALES 1 TOURILLONNANTES EN LEUR MILIEU SUR UN CADRE 2. LE MOUVEMENT DE TOURILLONNEMENT CYCLIQUE EST DONNE PAR UNE TRANSMISSION SYNCHRONE COMPOSEE DE DEUX COUPLES DE PIGNONS 3 ET 4 AYANT RESPECTIVEMENT 2 ET 12 COMME RAPPORT DE REDUCTION. LE MOUVEMENT DE VARIATION D'INCIDENCE, SUPERPOSE AU MOUVEMENT DE TOURILLONNEMENT CYCLIQUE EST DONNE PAR DEUX JOINTS DE CARDAN SIMPLES 5 RELIES PAR UN ARBRE INTERMEDIAIRE 6. LES FOURCHES DES JOINTS DE CARDAN MONTEES SUR L'ARBRE INTERMEDIAIRE SONT CALEES A 90 DE FACON A RENDRE LA TRANSMISSION HETEROCINETIQUE. LA MISE AU VENT SE FAIT PAR UNE DERIVE 7 AGISSANT SUR LES PETITS PIGNONS DE LA TRANSMISSION 4 AFIN DE DECALER LE MOUVEMENT DE TOURILLONNEMENT CYCLIQUE. L'INVENTION PEUT ETRE UTILISEE POUR LA PRODUCTION D'ENERGIE MECANIQUE UTILISABLE POUR LE POMPAGE DE L'EAU, LA FABRICATION D'ELECTRICITE ET LE CHAUFFAGE DE LOCAUX DIVERS.

Description

La présente invention concerne les dispositifs comportant un ensemble tournant muni de pales permettant de transformer l'énergie cinétique du vent ou d'un fluide en mouvement en énergie mécanique
Les dispositifs connus de ce genre ont généralement la particularité d'avoir l'axe de rotation de l'ensemble tournant muni de pales dirigé dans la même direction que celle du veDt.C'est le cas des éoliennes hélices à axe horizontal qui nécessitent une régulation de l'incidence des pales en fonction de la vitesse du vent et de la vitesse de rotation de l'ensemble tournant. Cette régulation impose des mécanismes compliqués donc onéreux et vulnérables.D'autre part la mise au vent nécessite souvent le déplacement de tout l'ensemble tournant afin que la direction de l'axe de rotation coincide avec la direction du vent ce qui a les inconvéniants suivants:
-Imposer l'utilisation d'un collecteur tournant lorsque l'énergie mécanique de l'ensemble tournant est directement transformée * collecteur à bagues et frotteurs dans le cas de fabrication d'électricité et collecteur hydraulique dans le cas de production d'énergie hydrau ligue.
-Rendre treks difficile l'utilisation de l'énergie mécanique par un organe récepteur lié à un repère fixe par rapport au sol*Dans ce cas en effet le couple moteur perturbe la mise au vent de l'hélice.
De plus les pales des éoliennes hélice à axe horizontal doivent avoir des profils aérodynamiques dont l'incidence est variable suivant la distance au centre de rotation, rendant ainsi leur fabrication compliquée,
Le dispositif suivant l'invention permet d'éviter ces incontvénients
Dans celui-çi en effet il est possible d'utiliser l'énergie mécanique facilement et sans affecter le mécanisme de mise au vent qui est réalisé de façon simple par une dérive qui modifie automatiquement le calage du mouvement de tourillonnement cyclique des pales en fonction de la direction du ventre plus les pales sont à profil constant sur toute l'envergure ce qui rend leur fabrication facile.
De plus au cours d'un tour de l'ensemble tournant l'incidence de chaque pale varie automatiquement deux fois de Oo à un maximum ce qui fait qu'à tous moment. une ou plusieurs pales se trouvent dans une bonne condition de portence aérodynamique. Il n'est donc pas nécessaire de mécanisme de régulation d'incidence.
La figure 1 représente une vue de dessus du dispositif.
La figure 2 représente la vue de côté suivant la flèche F
Le dispositif,objet de l'invention,comporte un ensemble tournant 2 autour d'un axe vertical 10 dans un bâti 8 par l'intérmédiaire de paliers 9. Cet ensemble 2 supporte plusieurs pales 1 en leur milieu par des paliers 11 permettant un tourillonnement autour de l'axe vertical 12 parallèle à l'axe 10.
Les pales ont un profil aérodynamique symétrique de type NÂCAOO9 ou NACRA012 Au cours d'un tour chaque pale décrit un mouvement tel que représenté sur la figure 3. Ce mouvement est réalisé par deux mouvements simples superposés:
-un mouvement da tourillonnement permettant à la pale de garder le "nez au vent"
-un mouvement de variation cyclique d'incidence donné par deux joints de cardan simples 5 reliés par arbre intermédiare i. Les fourches de ces joints de cardan montées sur l'arbre intermédiaire sont calées à 90) de façon à rendre la transmition non homocinétique.
Le mouvement de tourillonnement est donné par deux couple3 de pignons 3 et 4 ayant respectivement 2 et 1/2 comme rapport de déduc tison. Le couple de pignons 4 de rapport 1/2a pour but de diviser par deur la fréquence de la non homocinéicité de la transmission à cardans de façon à ne conserver qu'une augmentation et qu'une diminution d'incidence au cours d'un tour de cadre 2. Le couple de pignons 3 de rapport 2 a pour but de donner à la transmission un rapport de réduction global de 1/1 afin que chaque pale retrouve sa position initiale après chaque tour de cadre 2,
Le moyen de mise au vent est une dérive 7 fixée sur les petits pignons de chaque transmission 4 ce qui a pour effet de recaler automatiquement le mouvement de variation cyclique d'incidence.
L'énergie mécanique est disponible sur l'arbre 13.
Le dipositif objet de l'invention est particulièrement indiqué pour l'entrainement de mécanismes dont les courbes représentatives du couple résistant en fonction de leur vitesse de rotation sont des fonction du deuzième degré e'est le cas des pompes centrifues,des compresseurs de pompes i chaleur,des coupleurs hydrauliques. le choix de ces organes recepteurs permet, par le seul fait d'un bon dimensions nement entre éolienne et recepteur, à l'ensemble de fonctinner à puissance maximum pour toute vitesse de vent

Claims (9)

REUENDICaTIGNS
1. Dispositif permettant de transformer l'énergie cinétique du vent ou d'un fluide en mouvement en énergie mécanique caractérisé par le fait qu'il se compose d'un ensemble tournant doté de pales.
2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que les pales tourillonnent autour d'axes verticaux.
3. Dispositif selon les revendications 1 et 2 caractérisé par le fait que les pales sont équipées d'un moyen d'orientation cyclique constitué par une transmission non homocinétique. que
4. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé par le fait/ la transmission non homocinétique est composée de deux couples de pignons ,ou autres transmissions syncrhones,reliés par deux joints de cardan et un arbre intermédiaire
5. Dispositif selon la revendication 4 caractérisé par le fait que les couples de pignons ont respectivement deux et un demi comme rapport de réduction.
6. Dispositif selon la revendication 4 caractérisé par le fait que les deux couples de pignons ,ou autres transmissions synchrones, ont un rapport global de réduction égal à un.
7. Dispositif selon la revendication 4 caractérisé par le fait que les fourches de chaque joint de cardan fixées sur l'arbre inter médiaire sont calées à 9@ 98.
8.. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé par le fait qu'il se compose d'un moyen de mise au vent.
9. Dispositif selon la revendication 8 caractérisé par le fait que le moyen de mise au vent. est une dérive fixée sur les petits pignons d'entrée de la transmission non homocinétique
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